Подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов Советский патент 1980 года по МПК G01N27/26 

1

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при разработке, изготовлении и эксплуатации подогревных электролитических первичных преобра- 5 зователей влажности газов.

Известен подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, в основу работы которого положено измерение равновесной темпе- О ратуры влагочувствительного слоя и определение по ней влажности окружающего газа с помощью соответствующей градуировочной характеристики 1.

Этот преобразователь конструктивно 15 устроен следующим образом. На каркас, внутри которого установлен термочувствительный элемент, одет тканевый чулочек. Поверх него параллельно один другому навиты два проволочных электрода 20 с токоподводом по одну сторону влагочувствительного слоя. При очередной подготовке преобразователя к эксплуатации тканевый чулочек пропитывают раствором гигроскомической соли 25 (электролитом), а электроды подключают к источнику переменного тока. При . протекании тока в цепи электродов растворов электролита нагревается и {fcnapaeT избыток растворителя. Проис- 30

ходит сушка тканевого чулочка и формирование в нем влагочувствительного слоя, который в окончательном виде представляет собой смесь кристаллов и насыщенного раствора гигроскопической соли, внедренную в ткань чулочка. После/завершения переходного процесса устанавливается равновесие между испарением и поглощением влаги. Температура влагочувствительного слоя, при которой оно наступает, называется равновесной, является мерой парциального водяного пара в окружающем газе и измеряется с помощью термочувствительного элемента, установленного в контакте с влаг очувствительным слоем.

У этого преобразователя низкое качество влагочувствительного слоя. Это является результатом неравномерного нагрева влагочувствительного слоя при его сушке, особенно в преобразователях с тонким или высокоомными электродами, когда при большом токе сушки на них велико падение напряжения. Вследствие такой конструктивной особенности Сушка; влагочувствительного слоя всегда начинается со стороны токоподвода к электродам и постепенно распространяется к противоположному концу преобразователя. В момент начала сушки такого преобразователя созда ется большой перекос температур на противоположных концах влагочувствительного слоя, что приводит к конусообразному распределению гигроскопичес1..)й соли по длине влагочувствитель ного слоя. Таким образом, недостатками преобразователя влажности газов является относительно невысокие точность и надежность из-за неравномерно го распределения гигроскопической соли во влагочувствительном слое, Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и принятым за прототип является подогре ный электрический первичный преобразо ватель влажности газов, включающий тер мочувствительный элемент,влагочувстви тельный слой, электроды и источник переменного тока, подключенный с противоположной стороны влагочувствительного слоя к одному из концов каждого электрода 2. Недостатком этого преобразователя также является невысокая точность, обусловленная понижением его средней температуры в связи с рассеянием электродами тепла, выделяемого во вла гочувствительном слое, в окружающую среду. С увеличением парциального дав ления водяного пара и относительной влажности газа значение указанной пог решности возрастает. Целью изобретения является повышение точности и надежности в работе подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов. Поставленная цель достигается тем, что в подогревном электролитическом первичном преобразователе влажности газов, включающем термочувствительнь1й элемент, влагочувствительный слой, электроды и источник переменного тока подключенный с противоположных сторон влагочувствительного слоя к одному из концов каждого электрода вторые концы электродов через резисторы подключены к источнику переменного тока. Подключение электродов вторыми кон цами к источнику переменного тока через резисторы обеспечивает протекание дополнительного тока по электродам и их дополнительный нагрев, что приводи к уменьшению теплоотвода электродами от влагочувствительного слоя за счет дополнительного тепловыделения в элек родах и уменьшению погрешности преобразователя . Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов; на фиг. 2 - принципиальная схема пита ния цепи электродов преобразователя. На каркас 1, внутри которого установлен термочувствительный элемент 2 (например, термометр сопротивления), надет тканевый чулочек 3. Поверх него намотаны электроды 4 (например, из углеродных волокон ), подключенные к клеммам источника переменного тока 5 одними концами Непосредственно, а вторыми концами - через переменные резисторы 6 (могут быть выполнены в виде резистивных нагревательных элементов). Подготовка преобразователя к измерениям производится следующим образом. Преобразователь погружают во вспомогательную емкость, например, пробирку с раствором гигроскопической соли. Через промежуток времени, достаточный для пропитки раствором тканевого чулочка 3, извлекают преобразователь из пробирки и включают источник переменного тока 5. При протекании тока в цепи электродов 4 преобразователь нагревается и испаряет избыток растворителя, а сопротивление его межэлектродной цепи возрастает. Происходит сушка тканевого чулочка 3, образование в нем кристаллов гигроскопической соли и превращение его во влагочувствительный слой 3. После завершения процесса сушки и установления гигротермического равновесия влагочувствительного слоя 3 приступают к оптимизации значений резисторов 6, Эту поерацию выполняют с помощью образцового средства измерения парциального давления водяного пара (например, с помощью генератора влажности). Изменением сопротивлений резисторов 6 (при сохранении равенства между собой их значений) добиваются равенства нулю погрешности преобразователя. Зафиксированные при этом значения резисторов 6 и являются оптимальными значениями, обеспечивающими такое тепловыделение в электродах, при котором предотвращается отбор ими тепла от влагочувствительного слоя. Оптимизацию значений резисторов 6 выполняют один раз. В дальнейшем при эксплуатации отдельных преобразователей данного типа ограничиваются установкой значений резисторов в соответствии с предварительно выполненной оптимизацией. Измерение влажности окружающего газа при эксплуатации преобразователя выполняют путем измерения равновесной температуры влагочувствительного слоя посредством термочувствительного элемента 2 и определения по ней влажности газа с помощью предписанной преобразователю градуировочной характеристики. Подключение электродов вторыми концами к источнику переменного тока через резисторы обеспечивают повышение точности подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов.за счет предотвращение отбора тепла электродами от влагочувствител ного слоя. Повышение точности преобразователей приводит к повышению дocтoвeфtlOl:тн информации